基于星型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械故障診斷系統(tǒng).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)有線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)機(jī)械密封環(huán)境或旋轉(zhuǎn)環(huán)境中關(guān)鍵零部件故障診斷的局限。但由于機(jī)械振動(dòng)信號(hào)采集需要較高的采樣頻率，產(chǎn)生大量的診斷數(shù)據(jù)，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的帶寬有限、節(jié)點(diǎn)處理存儲(chǔ)能力有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和在線監(jiān)測(cè)。一種可行的思路是先在各采集節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)特征提取，通過(guò)傳輸數(shù)據(jù)量較小的特征信號(hào)代替原始信號(hào)，然后上位機(jī)終端利用各節(jié)點(diǎn)信號(hào)特征值進(jìn)行初步故障診斷，最后綜合各節(jié)點(diǎn)的初步診斷信息得到準(zhǔn)確的

2、診斷結(jié)果。
　　本文首先詳細(xì)分析了系統(tǒng)需求，確定系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和選擇，包括雙處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源模塊、無(wú)線通信模塊的設(shè)計(jì)和選擇；對(duì)軟件協(xié)議棧進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，包括唯一地址分配自組網(wǎng)、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、多節(jié)點(diǎn)同步采集、可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的選擇和設(shè)計(jì)，進(jìn)而提出了適用于機(jī)械故障診斷的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系。由于節(jié)點(diǎn)計(jì)算存儲(chǔ)資源有限，傳統(tǒng)有線機(jī)械故障診斷方法，因算法復(fù)雜并不能直接用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。因此本文提出了基于

3、星型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械故障診斷方法。即在終端節(jié)點(diǎn)提取時(shí)頻域特征集，采用散布矩陣進(jìn)行特征分類(lèi)能力排序，取前5個(gè)特征值表征機(jī)械狀態(tài)；將各節(jié)點(diǎn)的特征值傳至上位機(jī)進(jìn)行算法較為復(fù)雜的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初步故障診斷和DS證據(jù)理論的多節(jié)點(diǎn)決策融合；將診斷結(jié)果顯示在上位機(jī)故障診斷軟件界面。利用此方法可以有效地降低傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)載，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低節(jié)點(diǎn)能耗，提高機(jī)械故障診斷效率和診斷結(jié)果的準(zhǔn)確率。設(shè)計(jì)一套完整的星型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)，采用基于